AKADEMIN FÖR TEKNIK OCH MILJÖ
Avdelningen för industriell utveckling, IT och samhällsbyggnad
Utveckling av GIS-applikation för
effektivisering av planeringsarbeten för
infrastruktur
Fredrik Andersson
2015
Examensarbete, Grundnivå, 15 hp Datavetenskap IT/GIS-programmet Examensarbete i datavetenskapHandledare: Douglas Howie Examinator: Julia Åhlèn
Utveckling av GIS-applikation för
effektivisering av planeringsarbeten för
infrastruktur
av
Fredrik Andersson
Akademin för teknik och miljö
Högskolan i Gävle
801 76 Gävle, Sverige
Email:
nit10fan@student.hig.se
Abstrakt
Planeringsarbeten för infrastruktur sker ofta med hjälp av speciella programvaror som CAD för att skapa ritningar på kartor över områden där tänkta infrastrukturer skall utvecklas. Som en effektivisering för dessa arbeten handlar denna studie om implementering av en GIS-applikation för att motivera fördelar med GIS och sättet för hantering samt visualisering av geografisk information. En webbapplikation som hanterar baskartor samt överliggande vektorlager för infrastruktur utvecklas, samt även att samma kartdata över infrastrukturen kopplas till en mobilapplikation för att effektivisera eventuella inventeringsarbeten av infrastrukur med hjälp av GPS för att kunna positionera infrastruktur på ett bra sätt. Tekniken bakom utvecklingen bygger på HTML, CSS och JavaScript samt molntjänstlagrin av infrastruktursdata i en geodatabas . GIS-applikationen sammanställer svar på frågor som bevisar hur GIS på ett tillfredställande sätt mycket väl skulle kunna implementeras och användas praktiskt i ett utvecklingsarbete för infrastruktur i dagens morderna samhälle.
Innehåll
1 Inledning ... 1 1.1 Bakgrund ... 1 1.2 Syfte och mål ... 1 Frågeställning ... 1 Förväntat studieresultat ... 2 1.3 Avgränsning ... 2 2 Litteraturstudie ... 32.1 Infrastruktur och fiberoptik ... 3
2.2 GIS ... 3
2.3 CAD ... 3
2.4 Tidigare studier om infrastrukturplanering ... 4
3 Metod och Genomförande ... 5
3.1 Material ... 5
3.2 Problemformulering ... 5
3.3 Funktionsanalys och kravspecifikation ... 6
3.4 Bearbetning av geografisk data ... 7
Geodatabas ... 8 3.5 Applikationsutveckling ... 8 Webbapplikation ... 8 Mobilapplikation ... 9 4 Resultat ... 10 5 Diskussion ... 11 5.1 Geodatabas ... 12 5.2 Webbapplikation ... 12 5.3 Mobilapplikation ... 12 5.4 Vidare utveckling ... 14 6 Slutsats ... 15
6.1 Återkoppling till forskningsfrågor ... 15
Tack ... 16
Referenser ... 17
1
1 Inledning
Inledningen för denna studie tar upp bakgrund, syfte och mål samt även vilka avgränsningar som är viktiga att veta för läsaren.
1.1 Bakgrund
Infrastrukturer av olika slag är idag väldigt viktiga för dagens moderna samhälle. De infrastrukturer som är definierade som de allra viktigaste är bland annat elektricitet, vatten, avlopp samt telekommunikationsnätet [1]. Dessa infrastrukturer utgör en betydande grundfaktor för att det moderna samhället ska fungera och kunna utvecklas i framtiden [1].
Planeringsarbeten som ligger i grund för en strukturerad infrastruktur är därför väldigt viktig [2], och sker idag till största del med hjälp av datorer och specialanpassade mjukvaror. Computer Aided Design (CAD) [3] är den mjukvara som i dagsläget är den mest populära mjukvaran för att utforma kartritningar över infrastruktur. Även ett antal kompletterande mjukvaror som exempelvis hanterar satellitbilder eller olika marktyper används inom planeringen av infrastruktur. Dessa mjukvaror spelar en viktig roll inom planeringsprocessen och framförallt för att infrastrukturen ska bli så överskådlig och kostnadseffektiv som möjligt vid utvecklingen.
CAD är en mjukvara som främst är tillämpad för att hantera ritningar av olika slag, exempelvis maskiner, hus eller större byggnationer. Tidigare studier påpekar att CAD inte är den optimala mjukvaran för planering och visualisering av geografiska objekt som infrastruktur.
Med hjälp av Geografiska informationssystem (GIS) [4], utvecklas i denna akademiska studie en GIS applikation som ska motivera fördelarna med GIS och dess presentation av geografisk data, samt vad GIS kan bidra med för infrastrukturplanerings arbeten i framtiden och hur planeringspersonal på sikt kan minska antalet olika applikationer genom att implementera tidigare applikationers funktionalitet i samma applikation.
1.2 Syfte och mål
Syftet och målet med denna studie är att utveckla en applikation som tillämpar GIS i planeringsprocessen för infrastrukturutveckling och lyfta fram motivationer för att implementera GIS i dessa arbetsprocesser.
Frågeställning
Studiens frågeställning handlar om Hur GIS kan implementeras i
planeringsprocessen för infrastruktur och strävar efter att svara på följande
forskningsfrågor:
Hur kan GIS i framtiden bidra med analysfunktioner på
geografisk information om infrastruktur lagras i en geodatabas?
Hur kan en GIS applikation kan minska användandet av antalet olika applikationer i planeringsprocessen för infrastruktur?
2
Hur GIS kan användas för inventering av geografisk data gällande infrastruktur?
Förväntat studieresultat
Vid studiens slut förväntas ett resultat som representerar en prototypapplikation som klarar hanteringen av geografisk information för infrastruktur på ett tillfredställande sätt så att motiveringen av att implementera GIS i arbetsprocesser för infrastrukturplanering blir tydlig och pålitlig.
1.3 Avgränsning
Denna studie avgränsar sig för utvecklingen av den fiberoptiska infrastrukturen i Sverige tillsammans med företaget Skanova som är ledande inom utveckling av fiberoptik i landet [5], samt Esri Sverige som är världsledande inom GIS och tillhandahåller tekniken för applikationsutvecklingen i denna studie [6]. Studiens testdata för infrastruktur och övrig geografiskdata representerar en stadsdel i staden Västervik (se figur 1). Det är även viktigt att nämna som avgränsning i denna studie att författaren inte utför FME konvertering från CAD till GIS över infrastrukturdata, utan detta utfördes av ovannämnda samarbetspartners.
Figur 1. Västerviks stad, markerat område representerar testdata området för studien.
3
2 Litteraturstudie
Förstudier om utveckling av fiberoptisk infrastruktur är viktig i denna undersökning för att göra läsaren mer insatt i ämnet. Denna litteraturstudie tar upp tidigare metoder som bygger på implementerad GIS i utveckling för infrastruktur, samt vilka utmaningar dessa planeringsarbeten står inför. 2.1 Infrastruktur och fiberoptik
Fiberoptik är idag det snabbaste och mest pålitligaste transport mediet för digitala signaler [7]. Med hjälp av denna teknik färdas signalerna i ljusets hastighet och kan transporteras över väldigt långa sträckor, vilket gör mediet att föredra framför traditionell kopparledning [7]. Fiberoptiken har också en betydligt högre bandbredd som bidrar till att mer information kan transporteras samtidigt [8]. Fiberoptiken är i regel också väldigt billig med tanke på dess enorma kapacitet. Fiberoptik till bostäder blir allt vanligare i Sverige samt resten av världen och erbjuder idag tjänster som bredbandsuppkoppling, IP-telefoni samt en mängd TV kanaler i största allmänhet. Fiberoptiken är tänkt att på sikt helt ersätta de traditionella kopparledningarna [8] , och har idag en väldigt stor betydelse för utvecklingen av dagens moderna samhälle [8]. I och med att fiberoptik på sikt planerar att helt ersätta de äldre kopparledningarna så är det extremt viktigt att det planeras på ett så effektiv sätt som möjligt, eftersom telekommunikation är en av de absolut viktigaste infrastrukturnät som finns enligt M. Pipattanasomporn och S. Rahman [1].
2.2 GIS
Geografiska Informationssystem eller GIS, har en väldigt stor inverkan på hela samhället, och inte minst när det gäller infrastrukturer och topologiska kopplingar i form av vägnät, järnvägsnät, elnät mm. GIS är ett system som möjliggör avancerade analyser på geografisk data. Exempelvis kan ett GIS användas inom räddningstjänsten för att beräkna körtid och sträcka mellan brandstationer och olycksplatser [9]. Ett GIS kan även användas för insamling av geografisk data med hjälp av en vanlig smartphone utrustad med GPS för att samla in data på en specifik position som sedan kan analyseras [9]. GIS finns idag även implementerade som webbapplikationer, och används för att exempelvis finna en specifik adress.
2.3 CAD
Ett CAD system är ett program som används för att framställa olika typer av ritningar i 2D, men även i 3D. Dessa ritningar kan exempelvis vara byggnader, maskiner, fordon mm. CAD kan även användas för att beräkna hållfastigheter i olika material och konstruktioner [3]. CAD kan även kopplas direkt till olika typer av maskiner för direkt kunna skapa olika detaljer och konstruktioner i metall, plast mm. Dessa detaljer skapas alltså direkt från den befintliga CAD ritningen [3].
4 2.4 Tidigare studier om infrastrukturplanering
Tidigare studier där projektarbeten inom infrastruktur använder sig av GIS och även CAD är många. En studie motiverar fördelarna med GIS vid utvecklingen av en infrastruktur gällande rördragning i Tyskland för att täcka hela nationen med ledningar och tankstationer för hydrogen [10]. S. Baufumé et al motiverar även vikten i de olika faktorer som måste tas med i en kostnadsberäkningsanalys, dvs. den mest kostnadseffektivaste dragningen av infrastrukturen i den aktuella geografin [10].
CAD och GIS används inom byggnads och planeringsarbeten för infrastruktur, men integrationen mellan dessa olika system är dock komplicerad och kräver avancerade konverteringsverktyg mellan respektive system. Detta har varit ett stort problem eftersom GIS och CAD är utvecklade helt skilda från varandra genom åren med olika dataformat [2]. En studie visar att effektiva metoder finns för att optimera användningsområden där både GIS och CAD används, exempelvis vid byggnationer i större byggprojekt där infrastrukturen för rördragning är en viktig faktor [2]. Metoder som att implementera ett gränssnitt som hanterar den bakomliggande kopplingen till CAD och GIS för att en användare enkelt ska kunna arbeta med data från bägge systemen på ett så enkelt sätt som möjligt, är ett alternativ för att lösa integrationen mellan dessa [2]. Det är enligt R. Peachavanish et.al [2] viktigt att GIS och CAD kan användas på ett så effektivt sätt som möjligt inom vissa områden.
Telekominfrastrukturen utvecklas även med hjälp av GIS runt Bangladesh för att befolkningen på landsbygden ska få tillgång till den mer tillfredställande infrastrukturen som fiberoptik [1]. M. Pipattanasomporn och S. Rahman tar även upp hur viktig utvecklingen av telekominfrastrukturen är. Tillsammans med elnätet, hälsa och utbildning så utgör det de viktigaste faktorerna för utvecklingen av landsbygden [1].
När det gäller planering av infrastruktur så kan enligt B. Cao et.al [11] aldrig den perfekta planeringslösningen skapas. Eftersom väldigt många kriterier spelar stor roll när det gäller grävningsarbeten samt återställning av för de olika underlagen vid de aktuella planeringsområdena [11].
I ett annat projekt används GIS med Esris produkter för att planera och analysera utbyggnaden för telekominfrastrukturen som innefattar telefoni samt fiberoptik i Pakistan. S. Khan, U. F. Butt [12] förklarar även fördelar med GIS och sättet geografiska data hanteras på med hjälp av bland annat geodatabaser.
Vid planeringen av infrastruktur är det idag många företag som använder sig just av CAD för att utföra denna typ av planering enligt J. Turkstra et.al [13]. Författarna beskriver även att största anledningen till att CAD används istället för GIS är bristen på kunskap om GIS och dess fördelar med analyser och visualiseringar av kartor, men att populariteten för GIS ökar [13]. CAD
5 är inte det optimala verktygen för presentation och utveckling för infrastrukturen i ett större område, dock så är CAD utmärkt för ritningar av exempelvis byggnader och även infrastrukturen som gäller just i denna byggnad. Men när det handlar om stora områden och geografisk koppling så är ett GIS det bättre alternativet inom planeringsprocessen för infrastruktur [13]. GIS stödjer även inventering av geografiska objekt på en helt annan nivå än tidigare metoder. Dagens alla smartphones kan användas som en insamlingsenhet av geografiska data och GIS erbjuder redan många olika applikationer för denna typ av geografisk insamling, som tidigare utfördes med papper och penna [12].
Enligt M. W. Wilson [14], så kommer inventeringsarbeten med mobila enheter bli allt mer vanligt inom arbetsmarknaden och kommer troligtvis helt ersätta de traditionella sätten med papper och penna.
3 Metod och Genomförande
Följande avsnitt beskriver utvecklingsmetod samt verktyg och programvara som använts under studien för att skapa applikationen.
3.1 Material
Följande material, utvecklingsverktyg och programvara används under studien.
Esri ArcMap 10.2.1
Esri ArcGIS Online
Esri Collector for ArcGIS
Esri Webappbuilder for ArcGIS
Geografisk data från Skanova och Lantmäteriet
3.2 Problemformulering
En undersökning utförs tillsammans med väl involverad personal inom utvecklingsprocesser för infrastruktur om vad som bör tänkas på och hur arbetssättet ser ut idag med de befintliga CAD systemen. Det första problemet är att kartritningarna som representerar infrastruktur i CAD är väldigt monotona och systemet saknar möjligheten att ändra bakgrundskarta för att användaren ska kunna överblicka omgivningen i ett specifikt område. Infrastrukturen i CAD saknar även koppling till den bakomliggande informationen för respektive objekt i infrastrukturen, dvs. användaren kan inte ta fram någon viktig information som exempelvis ägare, byggår eller geografisk position osv i kartritningen.
För att användaren ska kunna ta del av informationen för ett specifikt objekt i infrastrukturen så måste en sökning på ritningsnamnet från CAD ritningen ske i en helt annan applikation som lagrar just denna information. Användaren blir även tvungen att använda bland annat Google Earth/Maps för att kunna överblicka omgivningen vid ett aktuellt område för att kunna se om
6 exempelvis en planerad utbyggnad av infrastruktur måste ske genom ett berg, en byggnad eller kullerstensgata mm.
Ett annat problem för infrastrukturen i CAD ritningarna är att den geografiska positionen är sällan helt rätt, vilket kan orsaka problem vid planeringsarbeten om exempelvis en fiberledning enligt ritningen ligger på höger sida om en järnväg, men i verkligheten ligger på vänster och resulterar i att en bit av järnvägen måste rivas och byggas om på nytt för att dra fiberkabeln vidare till det planerade området. Kostnaden blir då betydligt mycket mer än vad som var beräknat från början.
3.3 Funktionsanalys och kravspecifikation
Utifrån problemformuleringen som tagits fram tillsammans med experter inom infrastrukturplanering, skapas en funktionsanalys och kravspecifikation som grund för applikationens funktioner och utvecklingsprocess. Följande användningsfall diagram beskriver applikationens funktioner, samt vilka typer av användare som kan utföra dessa funktioner (se figur 2).
Figur 2. Användningsfalls diagram som beskriver de funktioner i applikationen.
Detta diagram beskriver utförligt de funktioner som ska implementeras i applikationen, men en ber utförlig beskrivning på den slutliga funktionsanalysen och kravspecifikationen kan läsas i bilaga 1, 2a och 2b
7 3.4 Bearbetning av geografisk data
Förberedelser och anpassningen av samtlig geografisk data över testområdet (se tabell 1 för gisdata och figur 2 som visar bearbetningen) utförs i ArcMap. Detta är ett viktigt steg i förberedelsen för det geografiska data som ska presenteras av applikationen, eftersom data förbereds nu för lagring i en geodatabas. Eftersom CAD ritningarna redan konverterats med FME, så finns nu även all information och visuella objekt om respektive infrastrukturobjekt i samma GIS lager.
Tabell 1. GIS-data gällande bostadsområde i Västerviks stad.
Lager Beskrivning Typ Utgivare
Vastralund_2013.tif Ortofoto Västervik Raster Lantmäteriet
Jordarter.shp Jordlager, grundlager
Västervik
Vektor SLU/SGU
Byggnader.shp Byggnader Västervik Vektor SLU/SGU
Vagar.shp Vägnät Västervik Vektor SLU/SGU
Equipment.shp Utrustning
infrastruktur
Vektor Skanova
fiber.shp fiberinfrastruktur Vektor Skanova
Span.shp Kanalisering
infrastruktur
Vektor Skanova
8 Geodatabas
Det slutliga resultatet från föregående geodataanpassning sparas sedan i en geodatabas med hjälp av ArcMap, vilket betyder att all geografisk data som innefattar studien lagras i en och samma databas.
Sedan sker en uppkoppling mot ArcGIS Online och geodatabasen laddas upp som molntjänst vilket betyder att användare med inloggning specifikt för just detta geografisk data kan ta del av detta var de än befinner sig i världen. 3.5 Applikationsutveckling
Utvecklingsprocessen för applikationen sker enligt den agila utvecklingsmodellen och är generell för systemutveckling [15]. Att arbeta agilt betyder att en liten del av applikationens funktioner utvecklas färdigt för att sedan återkopplas med uppföljningsmöten med inblandade samarbetspartners. Applikationen byggs sedan successivt på med nya funktioner.
Genom att arbeta enligt detta sätt så minskar risken för att fel och missförstånd uppstår och kan rättas till tidigt i utvecklingsfasen av systemet. Stefan Görling motiverar att en bra programvara inte kan skapas efter första release, utan växer fram på ett mer organiskt liknande sätt, och det är det som framkommer med agil utveckling [15].
Webbapplikation
Inloggad på ArcGIS Online via webbläsare finns möjligheten av åtkomst till verktyget Webappbuilder, som används för att skapa en webbapplikation med koppling mot geodatabasen som tidigare laddats upp på molntjänsten.
Webappbuilder bygger sin grund på HTML5, CSS3 samt JavaScript for ArcGIS och kan enkelt anpassas efter egna önskemål, men erhåller även ett
antal färdiga mallar som bidrar till snabb och effektiv webbutveckling [16]. Webbapplikationens funktionalitet utvecklas utifrån den tidigare skapade funktionsanalys och kravspecifikation med funktioner som innefattar bland annat byte av baskarta, tända och släcka geografiska lager, anpassning av transparens, samt integration med geografiska objekt utgör dessa funktioner tre grundprinciper baskarta, operationslager och verktyg för webbgis applikatier enligt P. Fu och J. Sun [17].
Baskartan utgör applikationens grundkarta som består av bland annat en satellitkarta, samt OpenStreetMap [18] som kan ändras av användaren. Operationslagret representeras av all kartdata från geodatabasen, som användaren kan utföra operationer på som exempelvis i detta fall kunna klicka på ett objekt i infrastrukturen och ta del av specifik information i en meddelande ruta som visas i applikationen.
Verktygen i applikationen är de klickbara knappar som användaren kan ta del av som exempelvis utskrift och mätning. Enligt P. Fu och J. Sun [17] är det viktigt att skapa så enkla och väldesignade webbgis applikationer som
9 möjligt för att användaren ska få så bra användarupplevelse som möjligt, vilket gör applikationen mer tillförlitlig och locka fler användare.
Mobilapplikation
Geodatabasen ska även finnas tillgängligt som mobilapplikation för Android och Iphone med hjälp av Collector for ArcGIS [19]. Applikationen finns gratis att ladda ned för alla men kräver samma inloggning mot ArcGIS Online för att ta åtkomst till den aktuella geodatabasen. Mobilapplikationen anpassas så att positionen för infrastrukturdata i geodatabasen centreras på kartan vid start samt att möjligheten för användare att kunna ta bilder och skapa egen geografisk data med sin mobil enhetens kamera och spara i geodatabasen på molntjänsten aktiveras.
Funktioner för mätning finns även implementerad i mobilapplikationen. Studiens utvecklingsflöde kan studeras i figur 2, som representerar en visuell bild från bearbetningen av geodata fram till webb och mobilapplikationen
10
4 Resultat
Applikationen som utvecklats under denna studie resulterade i en webbapplikation som kan användas på de flesta webbläsare och är även väl anpassad för mobila enheter (se figur 5). Det geografiska data som lagras i geodatabasen på ArcGIS Online representerar den fiberoptiska infrastrukturen som beskrivs i applikationen. Även Collector applikationen kan användas för åtkomst till geodata och inventerings möjligheter med mobilenhet och GPS finns tillgängligt att använda (se figur 6). Applikationen bidrar nu med samtliga funktioner som utvecklats under denna studie.
11
Figur 6. Inventering av fiberoptiskinfrastruktur med mobilenhet.
5 Diskussion
Målet med denna studie var att utveckla en GIS applikation som medför en mer effektiv lösning för att planera infrastruktur, genom att implementera GIS.
Applikationen fyller sitt syfte som medför en ny form av representation av geografisk information för infrastruktur, samt möjliggör inventering av geografisk data med hjälp av GIS inventeringsapplikationen för smartphones och plattor.
Tankarna kring den växande populariteten och förståelse kring just vad GIS kan erbjuda för lösningar inom arbetsmarknaden för just infrastruktur är väldigt intressant. Bara tanken av att människor som arbetar professionellt inom infrastruktur tidigare inte har så stora kunskaper om GIS och vad detta innebär, tyder på att GIS inte fått så stora genombrott genom tiden. Men som enligt tidigare studier bevisar att kompetensen om CAD är så betydligt större än GIS. I och med utvecklingen av smartphones och surfplattor kommer intresset för GIS och användandet av geografisk information öka kraftigt i framtiden, och kan på detta sätt även implementeras inom arbetsmarknaden även för infrastrukturen.
Att använda CAD som ritningsverktyg i första hands val vad gäller infrastrukturplanering bör noga övervägas om vad det gäller för typ av infrastruktur. CAD skulle mycket väl kunna användas för exempelvis dragning av elkablar i en bostad eller dylikt som tidigare studier påpekat. Men när det gäller större områden som i detta fall infrastruktur över en stad, så bör GIS användas.
Nyttan med att koppla inventeringskommentarer till samma geodata i med en mobilenhet och Collector applikationen kommer skulle i framtiden att
12 bidra med stor nytta för om en implementering av GIS skulle införas. Med tanke på att personalen enkelt kan samla informationen direkt i mobilenheten och sedan ladda upp denna information på den ursprungliga kartapplikationen, tror författaren är ett steg i rätt riktning för att få personer att arbeta mer mot GIS än andra verktyg för just geografisk information. 5.1 Geodatabas
Enligt S. Khan och U. F. Butt [12] så skapas en bättre lagringsstruktur för geografisk data i och med att geodatabaser används. Geodatabaser bidrar med topologiska kopplingar för geodata, vilket innebär att geografiska analyser kan utföras på den befintliga infrastrukturen.
Eftersom infrastruktur nu finns lagrad i en geodatabas så kan fördelarna med GIS motiveras, eftersom framtida analysfunktioner kan införas i GIS applikationen. Fördelarna med GIS istället CAD just för detta ändamål vid geografiska analyser motiveras även av S. Khan och U. F. Butt [12] eftersom CAD inte är menat att fungera som ett analysverktyg för geografisk data. 5.2 Webbapplikation
Applikationen representerar geodata för infrastruktur på ett överskådligt sätt. I och med att geodata av olika typer som jordarter, ortofoto, fastighetskarta och infrastruktur kan tändas, släckas och även ändra transparens så ses redan enligt J. Turkstra et.al [13] fördelarna med GIS framför CAD vid representation av geografisk data vid planeringsarbeten för infrastruktur, eftersom dessa funktioner saknas i CAD [13].
Applikationen innehåller en teckenförklaring för respektive lager för att användaren ska få en bra förklaring av den geografiska informationen över fiberoptik, jordarter, vägar och byggnader mm. som presenteras. Vissa lager visas även anpassade efter en specifik skala, som underlättar presentationen av geodata beroende på in zoomning [13].
I och med att applikationen representerar data för infrastrukturen som nu är lagrad i en geodatabas, så finns även information om attribut för respektive data i samma applikation. Detta innebär att applikationen bidrar till en aggregation mellan tidigare planeringssystem (se tabell 2). Användare kan nu ta del av information direkt i samma applikation genom att klicka på de olika objekten som representerar infrastruktur.
Enligt J. Turkstra et.al [13] så är detta ännu en anledning till att motivera varför GIS är att föredra istället för CAD vid infrastrukturarbeten, eftersom GIS bidrar till representation av geografisk data samt kartfunktioner som möjliggör integrering mot geografiska objekt som CAD saknar och inte alls är menat att fungera på detta sätt [13].
5.3 Mobilapplikation
Med hjälp av Collector applikationen kan även utföra effektiva inventeringsarbeten av fiberoptisk infrastruktur och utrustning, genom att
13 använda sig av GPS och kamera på mobila enheter. Detta är en väldigt stor fördel som GIS kan bidra och hjälpa med vid infrastrukturplanering [14].
Personalen kan nu använda sig av Collector för att ansluta till samma geodata som i webbapplikationen och i fält inventera och kommentera eventuella skador eller dylikt om infrastrukturen vid ett område. Inventeringsinformationen sparas sedan i samma geodatabas som övriga geodata, och kan sedan representeras som klickbara symboler som innehåller information som text och eventuellt foto direkt i webbapplikationen som informationsrutor [20].
M. W. Wilson [14] tar även upp att de ständigt nyutvecklade mobila enheter som kommer på marknaden, även kommer att få bättre GPS enheter. Dessa enheter kommer bidrar till mer ökad positionering säkerhet vad gäller positioneringspunkter för den aktuella platsen, vilket betyder att positionen för infrastrukturen kommer bli mer exakt med tiden om fler personer som arbetar med infrastruktur använder sig av GIS och GPS teknik vid inventering [20].
Tabell 2 nedan beskriver vad GIS applikationen kan bidra med för planeringsarbeten för infrastruktur. Den nyutvecklade applikationen visar klart och tydligt resultatet på vilka fördelar skulle kunna använda sig av genom att implementera GIS i planeringsprocessen för utvecklingen av infrastruktur.
Tabell 2. Resultat som beskriver fördelarna med GIS mot arbetssätt idag
Fördelar och motivering med att använda GIS i planeringsprocesser för infrastrukturplanering
GIS applikation nuvarande
applikationer
Fördelsmotivering med GIS
Representerar fiberinfrastruktur, och övrigt geografisk data i olika vektorlager som kan tändas och släckas.
Infrastrukturen ritas upp i CAD som ritningar över områden.
Tända och släcka geografiska lager, erbjuder överlaging och ändring av transparens.
Erbjuder olika typer av baskartor.
Personal använder exempelvis Google Maps.
Personalen kan nu direkt ändra olika baskartor i samma applikation för att studera omgvingnar.
Geografiska data sparas i en och samma
Geodatabas.
Attributdata och övrig information sparas i varsin databas för varje applikation.
Personalen kan nu enkelt ta fram de attributdata för olika objekt genom att klicka på dem i kartan. Allt är lagrat i samma Geodatabas.
Inventerings av geografisk information med mobila enheter och GPS.
CAD stödjer inte denna koppling av inventering med mobila enheter och GPS ännu.
Möjligheten för inventeringsarbeten med mobila enheter kan användas med koppling mot samma geodata som i webbapplikationen.
Inloggning till ArcGIS Online.
Flertalet applikationer med olika inloggningar.
Personalen behöver bara logga in på en application.
14 5.4 Vidare utveckling
Att implementera GIS för planeringsprocessen för infrastruktur medför en kvalitetsökning i den befintliga infrastrukturen eftersom data nu lagras i en geodatabas.
Detta kan i framtiden bidra till många nya användningsfall för vidareutveckling av applikationen i form av avancerade geoprocessings verktyg som exempelvis kostnadsberäkningar för utbyggnaden av infrastruktur. Esris verktyg erbjuder utveckling av dessa geoprocessingsverktyg på sin plattform och kan väldigt effektivt implementeras som ny funktionalitet i den befintliga prototypen. Det bör dock tas i åtanke på väldigt många olika faktorer som har en stor inverkan vid ny dragning och kostnadsberäkningar, samt även olika lagstiftningar om vart och när man får utföra grävningsarbeten, och varierar väldigt mycket beroende på kommun.
Applikationen skulle även kunna utveckla en bra integration med andra system som exempelvis hanterar dragning av vattenledningar med mera. Om exempelvis en ny vattenledning ska dras till ett område, så skulle applikationen kunna ta del av den informationen och planerare skulle då eventuellt kunna analysera om det även är möjligt att planera övrig infrastruktur vid samma grävning. En vidareutveckling av mobilapplikationen skulle också kunna vara av intresse, där exempelvis fältpersonal har möjligheter att även editera befintlig infrastruktur med Collectorapplikationen.
Med GIS finns det många möjligheter att vidareutveckla och utföra analyser på geografisk data.
15
6 Slutsats
Att implementera GIS som webb- och mobilapplikation för infrastrukturs planering skulle bidra med enklare hantering i planeringsprocessen för utvecklingen av infrastruktur. GIS är en tryggare framtidssäkring för just geografisk information jämfört med CAD och denna studie tillsammans med tidigare vetenskapliga undersökningar stärker motivationerna av att GIS är att föredra för infrastrukturens utveckling i dagens moderna samhälle.
6.1 Återkoppling till forskningsfrågor
Denna sektion i arbetet återkopplar till forskningsfrågorna som togs upp i början av denna rapport.
Hur kan GIS i framtiden bidra med analysfunktioner på geografisk information om infrastruktur lagras i en geodatabas?
Som resultatet från applikationsutveckligen samt återkoppling till tidigare forskning och undersökningar så svarar detta positivt på denna fråga. Lagras geografisk data i en geodatabas kan mer avancerade analysfunktioner implementeras och utföras med hjälp av GIS.
Hur kan en GIS applikation kan minska användandet av antalet olika applikationer i planeringsprocessen för infrastruktur?
Planeringspersonal inom infrastruktur kan hämta all viktig information i samma applikation, dvs genom att enkelt se en bättre översikt över ett område genom att ändra till satellitbild eller att all information om
infrastrukturen kommer fram i samma applikation genom att integrera med de geografiska objekten på kartan.
Hur GIS kan användas för inventering av geografisk om infrastruktur?
Collector applikationen för mobila enheter erbjuder inventeringsmöjligheter för geografisk information, och enligt tidigare undersökningar är mobila enheter med dess GPS ett väldigt effektivt sätt att användas för inventering för infrastruklturer av olika slag.
16
Tack
Jag vill tillbringa ett stort tack alla medarbetare på Esri Sverige och speciellt min handledare Andreas Molin som har bidragit med projektidé, professionell hjälp samt tillgångar till tekniken för att slutföra projektet. Att jag har fått möjligheten att arbetat tillsammans med er betyder väldigt mycket för mig och min fortsatta karriär inom GIS och IT. Jag vill även tacka inblandade på Skanova som har varit väldigt hjälpsamma och tagit sig tid med att tillse mig med information om arbetsprocess och även data för studien. Även ett stort tack till Lantmäteriet som bidragit med högupplösta flygbilder till över Västervik, och Västerviks Kommun som varit hjälpsam i samma frågor. Till sist vill jag även tacka Douglas Howie och Julia Åhlén från Högskolan i Gävle, som varit väldigt stöttande och motiverande studiens gång.
17
Referenser
[1] M. Pipattanasomporn and S. Rahman, "The telecommunication infrastructure: A model for optimum voice-data coverage," Utilities Policy, vol. 14, pp. 278-287, 12, 2006.
[2] R. Peachavanish, H. A. Karimi, B. Akinci and F. Boukamp, "An
ontological engineering approach for integrating CAD and GIS in support of infrastructure management," Advanced Engineering Informatics, vol. 20, pp. 71-88, 1, 2006.
[3] (2015, April 23). Utforma varje detalj med CAD-program [Online]. Available: http://www.autodesk.se/products/autocad/overview. [4] Esri. (2015-07-13). What is gis? [Online]. Available:
http://www.esri.com/what-is-gis.
[5] T. N. Andrew and D. Petkov, "The need for a systems thinking approach to the planning of rural telecommunications infrastructure," Telecommun.
Policy, vol. 27, pp. 75-93, 0, 2003.
[6] (2015, April 22). Det här är Esri Sverige [Online]. Available:
http://esri.se/om-esri.
[7] A. Smeureanu and S. D. Dumitrescu, "IMPLEMENTING A GIS APPLICATION FOR NETWORK MANAGEMENT." Journal of Applied
Quantitative Methods, vol. 5, pp. 73-88, Mar-31, 2010.
[8] (2015, April 23). Fibernät som når längre [Online]. Available:
https://www.skanova.se/Om-Skanova/Fiber-till-fler.html.
[9] I. H. EL-Gamily, G. Selim and E. A. Hermas, "Wireless mobile field-based GIS science and technology for crisis management process: A case study of a fire event, Cairo, Egypt," The Egyptian Journal of Remote Sensing
and Space Science, vol. 13, pp. 21-29, 6, 2010.
[10] S. Baufumé, F. Grüger, T. Grube, D. Krieg, J. Linssen, M. Weber, J. Hake and D. Stolten, "GIS-based scenario calculations for a nationwide German hydrogen pipeline infrastructure," Int J Hydrogen Energy, vol. 38, pp. 3813-3829, 4/1, 2013.
[11] B. Cao, M. Sun and C. Macleod, "Applying GIS and combinatorial optimization to Fiber Deployment Plans," J. Heuristics, vol. 5, pp. 385-402, Jan-1, 1999.
[12] S. Khan, U. F. Butt, S. Khan and U. F. Butt, "GIS as a planning tool for the USF Co rural telecom and E-service project in Pakistan," Procedia -
Social and Behavioral Sciences, vol. 19, pp. 11-20, Jan-1, 2011.
[13] J. Turkstra, N. Amemiya and J. Murgia, "Local spatial data
infrastructure, Trujillo-Peru," Habitat International, vol. 27, pp. 669-682, 12, 2003.
[14] M. W. Wilson, "Location-based services, conspicuous mobility, and the location-aware future," Geoforum, vol. 43, pp. 1266-1275, 11, 2012. [15] S. Görling, Att Arbeta Med IT-Projekt. Lund: Studentlitteratur AB, 2009.
[16] (2015, April 22). Web AppBuilder for ArcGIS [Online]. Available:
http://doc.arcgis.com/en/web-appbuilder/.
[17] P. Fu and J. Sun, Web GIS Principles and Applications. Redlands, California: Esri Press, 2011.
[18] (). OpenStreetMap. Available:
https://www.openstreetmap.org/#map=5/51.500/-0.100.
[19] (2015, April 22). Collector for ArcGIS [Online]. Available:
http://doc.arcgis.com/en/collector/.
[20] B. Jiang and X. Yao, "Location-based services and GIS in perspective,"
Comput. , Environ. Urban Syst., vol. 30, pp. 712-725, 11, 2006.
19
Bilaga 1 . Funktionsanalys Användningsfall 1
Integrering mot Geografisk data
Kunna Tända och släcka lager
Kunna ändra transparens för alla lager Användningsfall 2
Möjligheten att byta baskarta
Ändra baskarta till satellitkarta.
Ändra baskarta till vägkarta.
Ändra baskarta till topografisk karta. Användningsfall 3
Titta på attributdata
Ta del av attributdata via popup genom att klicka på objekt i kartan.
Användningsfall 4 Kunna mäta på karta
Kunna mäta sträckor med olika enheter på kartan.
Användningsfall 5 Utskriftsmöjligheter
Kunna utföra utskrifter i PDF
Kunna utföra utskrivter med vanlig skrivare.
Användningsfall 6
Inventering av geografisk information
Kunna utföra allmänna kommentarer för en geografisk plats.
Kunna fota med den mobila enhetern och spara till samma kommentar.
Bilaga 2a . Kravspecifikation
Funktion Integrering mot
Geografisk data
Aktörer: Webbappliaktion och
mobilapplikation
Kunna tända och släcka lager
Användare ska kunna tända och släcka samtliga geografiska lager i applikationen, beroende på intresse av data.
Kunna ändra transparens för alla lager
Användare ska kunna ändra transparens på samtliga geografiska lager i applikationen, för att kunna ta del av överlagrade geografiska objekt
Funktion Möjligheten att byta
baskarta
Aktörer: Webbappliaktion och
mobilapplikation
Ändra baskarta till satellitkarta.
Användare ska kunna ändra baskarta till en satellitkarta över det aktuella området, baskarta måste vara högupplöst.
Ändra baskarta till vägkarta
Användare ska kunna ändra baskarta till en karta som representerar vägar på ett bra sätt. Esris (vägkarta och OpenStreetmap)
Ändra baskarta till topografisk karta.
Användare ska kunna ändra baskarta till en karta som representerar topografi på ett bra sätt.
Funktion Titta på attributdata Aktörer:
Webbappliaktion och mobilapplikation Ta del av attributdata
via popup genom att klicka på objekt i kartan.
Användare ska kunna tadel av attributdata på ett enkelt och tilltalade sätt. Via popup för
Bilaga 2b. Kravspecifikation
Funktion Kunna mäta på karta Aktörer:
Webbappliaktion och mobilapplikation Kunna mäta sträckor
med olika enheter på kartan.
Användare ska kunna mäta sträckor på en karta och tadel om avståndet i olika enheter som (meter och km).
Funktion Utskriftsmöjligheter Aktörer:
Webbappliaktion
Kunna utföra utskrifter i PDF
Användare ska kunna spara kartdokument direkt från webbapplikationen som PDF på sin dator.
Kunna utföra utskrivter med vanlig skrivare.
Användare ska kunna utföra utskrifter på kartan med vanlig skrivare. Funktion Inventering av geografisk information Aktörer: Mobilapplikation
Kunna utföra allmänna kommentarer för en geografisk plats.
Användare ska med mobila enheter kunna spara kommentarer i posten.
Kunna fota med den mobila enhetern och spara till samma kommentar.
Användare ska kunna ta ett foto över ett område vid inventeringsarbeten som tillhör samma kommentar
Kunna spara datum för en kommentar.
Användare ska kunna spara det datum som en kommentar har postats.
